Straipsnis Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumai

  • Bibliografinis aprašas: Ričardas Beniušis, „Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumai“, @eitis (lt), 2016, t. 361, ISSN 2424-421X.
  • Ankstesnė laida: Ričardas Beniušis, „Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumai“, Žemės ūkio mokslai, 2014, t. 21, nr. 3, p. 181–190, ISSN 1392-0200.
  • Institucinė prieskyra: Valstybinė miškų tarnyba.
Santrauka: Tyrimo tikslas – nustatyti Lietuvos miškų pajaurėjusių (Albic Arenosols), paprastųjų (Haplic Arenosols) ir rudžemiškųjų (Cambic Arenosols) smėlžemių (II lygis) granuliometrinės sudėties ypatumus ir įvertinti jų poveikį šių smėlžemių susidarymui. Granuliometrinei analizei buvo atrinkta 19 smėlžemių profilių: 13 – pajaurėjusių, 3 – paprastieji ir 3 – rudžemiškieji. Dirvožemio ėminiai paimti iš smėlžemių profilių atskirų genetinių horizontų, slūgsančių 0–150 cm gylyje. Granuliometrinės analizės metu buvo išskiriamos šios smėlžemių smulkžemio (<2,0 mm) granuliometrinių dalelių frakcijos: 1) 2,0–1,0 mm, 1,0–0,5 mm, 0,5–0,25 mm, 0,25–0,1 mm, 0,1–0,05 mm (smėlio frakcijos); 2) 0,05–0,02 mm, 0,02–0,002 (dulkių frakcijos); 3) <0,002 mm (molio frakcija). Granuliometrine analize nustatyta, kad visų tirtų smėlžemių smėlio frakcija vidutiniškai sudarė 92,3 ± 1,0 %, dulkių frakcija – 4,5 ± 0,6 %, molio frakcija – 3,2 ± 0,5 % viso smulkžemio (<2,0 mm) granuliometrinių dalelių. Pajaurėjusių smėlžemių smėlio frakcija buvo didžiausia (95,8 ± 0,3 %), o dulkių (2,2 ± 0,3 %) ir molio (2,0 ± 0,1 %) – mažiausios, palyginti su paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių analogiškomis frakcijomis. Rudžemiškieji smėlžemiai pasižymėjo daug didesniu vidutiniu granuliometrinių dalelių kiekiu stambiausiose 2,0–1,0 mm ir 1,0–0,5 mm smėlio granuliometrinėse frakcijose. Juose atitinkamai nustatyta 3,8 ir 13,9 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių. Paprastieji smėlžemiai išsiskyrė gerokai didesniu granuliometrinių dalelių skaičiumi (17,2 %) smulkiausioje 0,1–0,05 mm smėlio granuliometrinėje frakcijoje.

Pagrindiniai žodžiai: Arenosols, miškų smėlžemiai, granuliometrinė sudėtis, genezė.
 

Įvadas

Valstybinio žemėtvarkos instituto 2003 m. duomenimis, smėlžemiai užima apie 11,93 % Lietuvos teritorijos. Dėl mažo jų derlingumo ir menko tinkamumo žemės ūkiui didžioji smėlžemių dalis yra apaugusi miškais. Iki 1999 m. smėlio dirvožemiai buvo klasifikuojami ir tyrinėjami pagal senąją Lietuvos dirvožemių klasifikaciją Žr. «Sistematicheskiy spisok pochv pribaltiskikh soyuznykh respublik – Latviskoy, Litovskoy i Estonskoy», 1953; Mečislovas Vaičys, „XX amžiaus antrosios pusės genetinės dirvožemių klasifikacijos“, 2001. . Nuo 1999 m. pradėta naudoti naujoji Lietuvos dirvožemių klasifikacija, suderinta su FAO-UNESCO Pasaulio dirvožemio žemėlapio legenda ir nurodymais Pasaulio dirvožemių ištekliams apibūdinti Žr. FAO-UNESCO, Soil Map of the World: Revised Legend with Corrections and Updates, 1997; World Reference Base for Soil Resources, World Soil Resources Report No. 84, 1998. . Ji remiasi naujausiais dirvožemio tyrimo metodais, todėl ankstesnius tyrimus tenka papildyti. Kad ankstesnieji dirvožemių tyrimų duomenys nenuvertėtų, kai kurie autoriai ieško sąsajų ne tik tarp minėtų klasifikacijų taksonominių vienetų, bet ir bando surasti įvairių perskaičiavimo koeficientų Žr. Jonas Mažvila, Mečislovas Vaičys, Vanda Valerija Buivydaitė, „Naujausi Lietuvos dirvožemių genetiniai tyrimai klasifikacijai tobulinti“, 2003; Jonas Mažvila, Mečislovas Vaičys, Zigmas Vaišvila, „Skirtingais metodais nustatytų pagrindinių dirvožemio agrocheminių savybių palyginamieji tyrimai“, 2003. . Lietuvoje iki 1999 m. dirvožemio granuliometrinei sudėčiai įvardinti buvo naudojamas N. Kačinskio metodas, paremtas fizinio molio santykiniu kiekiu. Parengus naująją Lietuvos dirvožemių klasifikaciją, taikoma J. Gibss ir B. Rozenbom (FAO) metodika, paremta viso smulkžemio (<2,0 mm) frakcijų (smėlio, dulkių ir molio) santykiniu kiekiu Fere trikampio grafinėje diagramoje. Siekiant išsaugoti dirvožemio granuliometrinės sudėties tyrimų pagal N. Kačinskį duomenis, atlikti Lietuvos dirvožemių granuliometrinės sudėties palyginamieji tyrimai, skirti nustatyti perskaičiavimo koeficientus Žr. Jonas Mažvila, Mečislovas Vaičys, Algirdas Motuzas, „Lietuvos dirvožemių granuliometrinės sudėties palyginamieji tyrimai“, 2003. . Šie tyrimai parodė, kad mažiausi skirtumai gaunami smėlio dirvožemiuose.
 

Anksčiau minėtus perskaičiavimus reikėtų vertinti teigiamai, kai jie daugiau susiję su gamybine žemės ir miškų ūkio praktika, bet moksliniuose tyrimuose, siekiant išsamiau charakterizuoti ir suvokti tiriamojo objekto esmę, jo pokyčius bėgant laikui ir kintant erdvei, tokie perskaičiavimai turi trūkumų. Lietuvos miškų smėlio dirvožemiai, pagal senąją klasifikaciją priskirti jauroms, jauriniams, velėniniams-jauriniams ir kt., buvo gana išsamiai ištyrinėti, tačiau naujoji dirvožemių klasifikacija ne tik pakeitė smėlio dirvožemių grupavimo principus, bet ir leidžia iš naujo peržiūrėti šių dirvožemių genezės sampratą, jų fizikines ir chemines savybes.

Naujojoje Lietuvos dirvožemio klasifikacijoje išskirta 12 pagrindinių (I lygis) dirvožemio grupių Žr. Vanda Buivydaitė, Mečislovas Vaičys, Juozas Juodis, Algirdas Motuzas, Lietuvos dirvožemių klasifikacija, 2001. . Viena iš jų skirta smėlio dirvožemiams, vadinamiems smėlžemiams (Arenosols). Tai su menkai ar vidutiniškai išsivysčiusiais genetiniais horizontais ir ne mažiau kaip 100 cm storio smėlio ar priesmėlio dirvožemiai, turintys ne daugiau kaip 35 % akmenų ar skeleto (dalelės >2 mm) viso dirvožemio tūrio. Dirvožemio paviršiuje susidaro pilkšvasis A (pagal senąją klasifikacija A1), jaurinis E (A2) ar tarpinis AE (A1A2) diagnostiniai horizontai. Klasifikacijoje yra išskirti penki antrojo lygio smėlžemių pogrupiai: karbonatingieji smėlžemiai (Calcaric Arenosols), rudžemiškieji smėlžemiai (Cambic Arenosols), paprastieji smėlžemiai (Haplic Arenosols), pajaurėję smėlžemiai (Albic Arenosols), glėjiškieji smėlžemiai (Gleyic Arenosols).

Tyrimo metu iš visų penkių antrojo lygio smėlžemių pogrupių Lietuvos miškuose dažniausiai pasitaikė pajaurėję, paprastieji ir rudžemiškieji smėlžemiai, kurių susidarymo sąlygos vizualiai yra panašios. Tiriant šių smėlžemių genezę ir savybes kartu su kitais rodikliais buvo analizuojama ir jų granuliometrinė sudėtis. Šio darbo tikslas – ištirti Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumus bei įtaką šių smėlžemių susidarymui.

 

Tyrimų metodai ir sąlygos

Tyrimų objektas – Lietuvos miškų smėlžemiai. Lietuvos miškų smėlžemių genezės ir savybių tyrimams buvo atidengti ir aprašyti 55 smėlžemių profiliai (1 pav.). Granuliometrinei analizei atrinkta 19 smėlžemių profilių: 13 – pajaurėjusių, 3 – paprastieji ir 3 – rudžemiškieji. Tiriamų smėlžemių profilių vietos charakteristika pateikta 1 lentelėje. Dirvožemio ėminiai imti iš smėlžemių profilių atskirų genetinių horizontų, slūgsančių 0–150 cm gylyje.
1 pav. Miško smėlžemių tyrimo profiliai Lietuvoje ■ – granuliometrinės analizės profiliai / ■ – profiles for soil texture analyses. / Fig. 1. Profiles for investigation of forest Arenosols in Lithuania
 
1 lentelė. Smėlžemių profilių vietovės charakteristika Pastaba: *– Medyno rūšinė sudėtis pagal tūrio procentą. Pvz.: 6E4P, t. y. 60 % medyno tūrio sudaro eglė (E), o 40 % pušis (P). Kiti simboliai: B – beržas; D – drebulė; A – ąžuolas. ** – Miško augavietės tipo simbolinis žymėjimas pagal Miško augaviečių tipų klasifikaciją (žr. Mečislovas Vaičys, „Miško augavietės“, 2001). Pvz.: Nbl, t. y. normalaus drėgnumo (N), nederlingas (b), lengvos granuliometrinės sudėties (l) miško augavietės tipas. Kiti simboliai: a – labai nederlingas; c – derlingas; p – dvilytės uolienos. *** – Miško tipo serijos simbolinis žymėjimas pagal Miško tipų klasifikaciją (žr. Stasys Karazija, Lietuvos miškų tipai, 1988). Pvz. v, t. y. brukninis (v – vacciniosa) miško tipas. Kiti simboliai: vm – brukninis mėlyninis (vacinio-myrtilliosa); ox – kiškiakopūstinis (oxalidosa). Note: * – Stand species composition according to the volume. Example: 6E4P – 60% volume of Norway spruce (E) and 40% volume of Scots pine (P). Other symbols: B – birch; D – aspen; A – oak. ** – Site type according to the classification of forest site types (see Mečislovas Vaičys, „Miško augavietės“, 2001). Example: Nbl – normal humidity (N), poor (b), light soil texture (l) forest site type. Other symbols: a – very poor; c – rich; p – with bedding rock. *** – Vegetation type according to the classification of forest vegetation types (see Stasys Karazija, Lietuvos miškų tipai, 1988). Example: v – vacciniosa. Other symbols: vm – vaccinio-myrtilliosa; ox – oxalidosa.
Table 1. Site characteristics of Arenosols profiles
Profilio nr.
Profile No.
Dirvodarinė uoliena
Parent material
Medyno rūšinė sudėtis*
Stands species composition*
Medyno amžius metais
Age of stand, year
Miško augavietės tipas**
Forest site type**
Miško tipo serija***
Forest vegetation type***
Pajaurėję smėlžemiai
Albic Arenosols
D-1Senoviniai aliuviniai smėliai ant limnoglacialinių priemolių
Old alluvial sands on the glaciolacustrine loam
9P1B55Nblvm
D-29Senoviniai aliuviniai smėliai
Old alluvial sands
10P80Nblvm
D-34Žemyninių kopų eoliniai smėliai
Aeolian sands
10P65Nalv
D-36Pajūrio eoliniai smėliai ant jūros terasinių smėlių
Aeolian sands
10P60Nblvm
D-37Pajūrio eoliniai smėliai ant jūros terasinių smėlių
Aeolian sands
10P60Nblvm
D-39Pajūrio eoliniai smėliai ant jūros terasinių smėlių
Aeolian sands
10P55Nalv
D-40Fliuvioglacialiniai smėliai
Glaciofluvial sands
10P90Nblvm
F-51Fliuvioglacialiniai smėliai
Glaciofluvial sands
10P85Nblvm
F-56Fliuvioglacialiniai smėliai
Glaciofluvial sands
10P105Nblvm
F-57Fliuvioglacialiniai smėliai
Glaciofluvial sands
10P105Naecl
F-117Fliuvioglacialiniai smėliai
Glaciofluvial sands
10P55Nalv
F-119Pajūrio eoliniai smėliai ant jūros terasinių smėlių
Aeolian sands
10P55Nalv
F-122Pajūrio kopų eoliniai smėliai
Aeolian sands
9P1E125Nblvm
Paprastieji smėlžemiai
Haplic Arenosols
D-21Senoviniai aliuviniai smėliai
Old alluvial sands
8P1B1D85Nclox
F-113Ledyninių nuogulų smėliai
Glacial sands
9P1E75Nclox
F-124Ledyninių nuogulų smėliai
Glacial sands
8P2E155Nblvm
Rudžemiškieji smėlžemiai
Cambic Arenosols
D-18Ledyninių nuogulų smėliai
Glacial sands
6P4E70Nclox
F-53Ledyninių nuogulų smėliai
Glacial sands
7E2P1B75Nclox
F-126Senoviniai aliuviniai smėliai ant limnoglacialinių priemolių
Old alluvial sands on the glaciolacustrine loam
8A1E1B95Ncpox
 

Dirvožemio mėginių granuliometrinė analizė (grupuojant dirvožemio granuliometrines daleles į atskiras frakcijas) atlikta Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialo Agrocheminių tyrimų laboratorijoje pagal FAO/ISRIC metodiką (ISRIC/FAO-UN, 1995). Granuliometrinės analizės metu buvo išskiriamos šios smėlžemių smulkžemio (<2,0 mm) granuliometrinių dalelių frakcijos: 1) 2,0–1,0 mm, 1,0–0,5 mm, 0,5–0,25 mm, 0,25–0,1 mm, 0,1–0,05 mm (smėlio frakcija); 2) 0,05–0,02 mm, 0,02–0,002 (dulkių frakcija); 3) <0,002 mm (molio frakcija).

Duomenys apdoroti statistinių programų paketu Stat Soft STATISTICA (versija 6).

Tyrimo rezultatai ir jų aptarimas

Granuliometrine analize nustatyta, kad tirtuose smėlžemiuose smėlio frakcija vidutiniškai sudarė 92,3 ± 1,0 %, dulkių frakcija – 4,5 ± 0,6 %, o molio frakcija – 3,2 ± 0,5 % viso smulkžemio granuliometrinių dalelių. Atskirų antrojo lygio pogrupio smėlžemių vidutinis smulkžemio granuliometrinių dalelių kiekio pasiskirstymas smėlio, dulkių ir molio frakcijose įvairiame gylyje yra pateiktas 2 lentelėje. Vidutiniškai 0–150 cm gylyje pajaurėjusių smėlžemių smėlio frakcijoje yra nustatyta 95,8 ± 0,3 %, dulkių frakcijoje – 2,2 ± 0,3 %, molio frakcijoje – 2,0 ± 0,1 % smulkžemio granuliometrinių dalelių. Paprastuosiuose smėlžemiuose atitinkamai 86,6 ± 2,2 %, 8,4 ± 1,6 %, 5,0 ± 0,6 %, o rudžemiškuose smėlžemiuose – 89,7 ± 2,2 %, 7,5 ± 2,0 % ir 2,8 ± 0,4 % smulkžemio granuliometrinių dalelių.
 
2 lentelė. Vidutiniai smėlio, dulkių ir molio dalelių kiekiai pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių (II lygis) smulkžemyje Pastaba: * vidurkis ir jo paklaida; ** reikšmės kitimo intervalas. Note: * – average and standard error; ** – minimum and maximum values.
Table 2. Average amount of sand, silt and clay fractions of fine earth in Albic, Haplic and Cambic Arenosols (level 2)
Smėlžemių pogrupiai (II lygis)
Subgroups of Arenosols (level 2)
Granuliometrinių dalelių kiekis %
Particle size distribution, %
smėlio frakcija
Sand fraction
(2,0–0,05 mm)
dulkių frakcija
Silt fraction
(0,05–0,002 mm)
molio frakcija
Clay fraction
(<0,002 mm)
Visame profilyje (gylis 0–150 cm)
Total profile (depth 0–150 cm)
Pajaurėję smėlžemiai
Albic Arenosols
*95,8 ± 0,3
**87,6–98,4
2,2 ± 0,3
0,4–11,2
2,0 ± 0,1
0,8–4,5
Paprastieji smėlžemiai
Haplic Arenosols
86,6 ± 2,2
76,4–97,2
8,4 ± 1,6
0,8–14,3
5,0 ± 0,6
2,0–8,2
Rudžemiškieji smėlžemiai
Cambic Arenosols
89,7 ± 2,2
76,2–97,7
7,5 ± 2,0
0,5–20,6
2,8 ± 0,4
0,8–5,3
Humusiniuose mineraliniuose horizontuose (gylis 0–20 cm)
Humic mineral horizons (depth 0–20 cm)
Pajaurėję smėlžemiai
Albic Arenosols
93,7 ± 1,0
87,6–98,4
3,7 ± 0,9
0,4–11,2
2,6 ± 0,4
1,2–4,5
Paprastieji smėlžemiai
Haplic Arenosols
80,5 ± 3,4
76,4–87,2
13,5 ± 2,3
9,1–14,3
6,0 ± 1,2
3,7–7,8
Rudžemiškieji smėlžemiai
Cambic Arenosols
85,3 ± 3,6
81,2–90,2
11,0 ± 2,1
7,3–14,7
3,7 ± 0,6
2,5–4,5
Kituose mineraliniuose horizontuose (gylis 20–150 cm)
Other mineral horizons (depth 0–20 cm)
Pajaurėję smėlžemiai
Albic Arenosols
96,4 ± 0,3
87,6–98,4
1,7 ± 0,2
0,4–11,2
1,9 ± 0,1
0,8–4,5
Paprastieji smėlžemiai
Haplic Arenosols
88,9 ± 2,4
78,7–97,2
6,5 ± 1,7
0,8–13,1
4,6 ± 1,8
2,0–8,2
Rudžemiškieji smėlžemiai
Cambic Arenosols
91,4 ± 2,7
76,2–97,7
6,1 ± 2,5
0,5–20,6
2,5 ± 0,5
0,8–5,3
 

Analizuojant atskirų antrojo lygio pogrupio smėlžemių smulkžemio dalelių vidutinio kiekio pasiskirstymą smėlio, dulkių, molio frakcijose 0–150 cm gylyje nustatyta, kad pajaurėjusių smėlžemių smėlio frakcija yra didžiausia, o dulkių ir molio frakcijos mažiausios, palyginti su paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių analogiškomis frakcijomis (2 pav.).

2 pav. Vidutiniai smėlio, dulkių ir molio dalelių kiekiai (%) pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių (II lygis) smulkžemyje. Skirtingos raidės (a, b ir c) virš kolonėlių rodo reikšmingus vidutinių reikšmių skirtumus, kai reikšmingumo lygmuo p < 0,05. n – dirvožemio mėginių skaičius / Fig. 2. Amount of sand, silt and clay fractions in Albic, Haplic and Cambic Arenosols (level 2). Different symbols (a, b, c over columns) show significant differences (p < 0.05). n – number of soil samples
 

Yra nustatyti statistiškai reikšmingi (reikšmingumo lygmuo p < 0,05) smėlio, dulkių, molio frakcijų vidurkių skirtumai tarp pajaurėjusių ir paprastųjų bei tarp pajaurėjusių ir rudžemiškųjų smėlžemių. Lyginant paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių smėlio, dulkių ir molio frakcijas statistiškai reikšmingi (p < 0,05) skirtumai nustatyti tik tarp molio frakcijų. Paprastųjų smėlžemių molio frakcija 2,2 procentiniais vienetais didesnė nei rudžemiškųjų smėlžemių, o smėlio ir dulkių frakcijos yra panašios (p > 0,05).

Atskirai vertinant humusinių mineralinių (gylis 0–20 cm) ir kitų mineralinių horizontų (gylis 20–150 cm) granuliometrinę sudėtį ir ją lyginant tarp atskirų antrojo lygio pogrupio smėlžemių yra gauti tokie patys dėsningumai (2 lentelė). Čia taip pat pajaurėję smėlžemiai pasižymėjo didžiausia smėlio ir mažiausiomis dulkių bei molio frakcijomis. Nustatyti statistiškai reikšmingi (p < 0,05) smėlio, dulkių, molio frakcijų vidurkių skirtumai tarp pajaurėjusių ir paprastųjų bei tarp pajaurėjusių ir rudžemiškųjų smėlžemių. Lyginant paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių smėlio, dulkių ir molio frakcijas statistiškai reikšmingi (p < 0,05) skirtumai nustatyti tik tarp molio frakcijų, o smėlio ir dulkių frakcijos yra panašios (p > 0,05).

Lyginant humusinių mineralinių (gylis 0–20 cm) ir po jais slūgsančių kitų mineralinių (gylis 20–150 cm) horizontų granuliometrinę sudėtį atskiruose smėlžemių pogrupiuose pastebėta, kad humusiniuose mineraliniuose horizontuose yra mažesnės smėlio bei didesnės dulkių ir molio dalelių frakcijos. Keliama hipotezė, kad didesnis dulkių ir molio dalelių skaičius gali būti susijęs su didesniu humuso ir šaknų kiekiu, kuris neleidžia mažesnėms granuliometrinėms dirvožemio dalelėms taip greitai, kaip kituose mineraliniuose horizontuose, migruoti į gilesnius dirvožemio sluoksnius. Tačiau statistiškai reikšmingus (p < 0,05) skirtumus tarp humusinių ir kitų mineralinių horizontų pavyko nustatyti tik pajaurėjusiuose smėlžemiuose (3 pav.).

 
3 pav. Vidutiniai smėlio, dulkių ir molio dalelių kiekiai (%) pajaurėjusių smėlžemių humusinių mineralinių ir kitų mineralinių horizontų smulkžemyje. Skirtingos raidės (a ir b) virš kolonėlių rodo reikšmingus vidutinių reikšmių skirtumus, kai reikšmingumo lygmuo p < 0,05. n – dirvožemio mėginių skaičius / Fig. 3. Amount of sand, silt and clay fractions of organo-mineral and other mineral horizons in Albic Arenosols. Different symbols (a, b over columns) show significant differences (p < 0.05). n – number of soil samples
 

Apie 90 % smulkžemio granuliometrinių dalelių patenka į smėlio frakciją, todėl ją svarbu detaliau išanalizuoti. Smėlio dalelių frakcija pagal granuliometrinių dalelių dydį yra skirstoma į 5 dar smulkesnes frakcijas: 2,0–1,0 mm, 1,0–0,5 mm, 0,5–0,25 mm, 0,25–0,1 mm ir 0,1–0,05 mm. Tirtuose smėlžemiuose didžiausias granuliometrinių dalelių kiekis buvo nustatytas 0,25–0,1 mm smėlio frakcijoje (4 pav.).

4 pav. Pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių (II lygis) granuliometrinių dalelių vidutinio kiekio (%) pasiskirstymas įvairiose smėlio dalelių frakcijose. Skirtingos raidės (a, b) virš kolonėlių rodo reikšmingus vidutinių reikšmių skirtumus, kai reikšmingumo lygmuo p < 0,05. n – dirvožemio mėginių skaičius / Fig. 4. Particle size distribution in different sand fractions in Albic, Haplic and Cambic Arenosols. Different symbols (a, b over columns) show significant differences (p < 0.05). n – number of soil samples
 
Pajaurėjusiuose smėlžemiuose šioje frakcijoje vidutiniškai nustatyta 59,2 ± 2,6 %, paprastuosiuose – 48,6 ± 4,8 %, rudžemiškuose – 40,4 ± 6,9 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių. Mažiausias granuliometrinių dalelių kiekis nustatytas stambiausių 2,0–1,0 mm smėlio dalelių frakcijoje. Šioje frakcijoje pajaurėjusiuose smėlžemiuose vidutiniškai nustatyta 0,4 ± 0,1 %, paprastuosiuose – 0,6 ± 0,2 %, rudžemiškuose – 3,8 ± 1,2 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių. Lyginant atskirus antrojo lygio smėlžemių pogrupius nustatyta, kad rudžemiškieji smėlžemiai pasižymi ženkliai didesniu vidutiniu granuliometrinių dalelių kiekiu stambiausiose 2,0–1,0 mm ir 1,0–0,5 mm smėlio dalelių frakcijose. Pavyzdžiui, 1,0–0,5 mm smėlio dalelių frakcijose rudžemiškuose smėlžemiuose vidutiniškai nustatyta 13,9 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių, kai pajaurėjusiuose smėlžemiuose – 3,0 %, o paprastuosiuose – 2,1 %. Tai rodo, kad rudžemiškųjų smėlžemių smėlio frakcija yra stambesnės granuliometrinės sudėties nei pajaurėjusių ar paprastųjų smėlžemių. Paprastieji smėlžemiai išsiskiria ženkliai didesniu granuliometrinių dalelių skaičiumi smulkiausioje 0,1–0,05 mm smėlio frakcijoje. Čia paprastuosiuose smėlžemiuose vidutiniškai nustatyta 17,2 %, pajaurėjusiuose – 6,6 %, rudžemiškuosiuose – 8,7 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių.
 

Granuliometrinės sudėties duomenų palyginimo problematika glaudžiai susijusi su skirtingų metodų panaudojimu. Iki 1999 m. Lietuvoje buvo taikomas N. Kačinskio dirvožemio granuliometrinės sudėties analizės metodas. Nuo 1999 m. su naująja Lietuvos dirvožemių klasifikacija įsigalioja FAO tyrimo metodai. Pagal N. Kačinskio metodą smulkžemiu buvo laikomos 1 mm ir smulkesnės dirvožemio dalelės. Granuliometrinės sudėties duomenys pateikiami pagal šešias dirvožemio granuliometrinių dalelių frakcijas: 1,0–0,25 mm, 0,25–0,05 mm, 0,05–0,01 mm, 0,01–0,005 mm, 0,005–0,001 mm ir <0,001 mm. Smėlio frakciją sudarė 1,0–0,05 mm dydžio dalelės, dulkių – 0,05–0,001 mm, dumblo (molio) – <0,001 mm. Iki 1999 m. miškų smėlio dirvožemius tyrę autoriai yra pateikę duomenų, kad smėlio frakcija (1,0–0,05 mm) įvairiame gylyje vidutiniškai sudaro 85–99 % viso smulkžemio Žr. Jonas Kriščiūnas, „Lietuvos TSR rytinės dalies jauriniai-šilainiai dirvožemiai“, 1954; Marijonas Daujotas, Lietuvos pajūrio smėlynų apželdinimas, 1958; Mečislovas V. Vaičys, Genezis i svoistva lesnykh pochv Yuzhnoy Pribaltiki, 1975. . Mūsų tyrimo duomenimis, smėlio frakcija (2,0–0,05 mm) smėlžemiuose įvairiame gylyje sudaro 76,2–98,4 %. Ženklesni skirtumai gauti lyginant dulkių bei molio dalelių frakcijas. Kai kurie autoriai pateikia apskaičiuotus koreliacijos koeficientus tarp N. Kačinskio ir FAO metoduose išskirtų dirvožemio dalelių frakcijų Žr. Jonas Mažvila, Mečislovas Vaičys, Vanda Valerija Buivydaitė, Lietuvos dirvožemių makromorfologinė diagnostika, 2006. . Jų tyrimais nustatyta, kad smėlio dirvožemiuose abiem metodais išskirtos smėlio frakcijos yra panašios, tačiau labai skiriasi dulkių ir molio. Fliuvioglacialinių, eolinių ir aliuvinių smėlių mineraliniame humusiniame horizonte didžiausi molio ir dumblo frakcijų kiekio skirtumai siekė vidutiniškai 1,88 karto.

 

1998 m. Lietuvos miškų instituto vykdyto Lietuvos miško dirvožemių monitoringo duomenys parodė, kad smėlžemiuose 0–10 cm gylyje smėlio frakcija vidutiniškai sudarė 89,3 %, dulkių – 7,7 %, molio – 3,0 %, o 10–20 cm gylyje atitinkamai 88,1, 8,8 ir 3,1 %. Dirvožemio granuliometrinės sudėties analizė buvo atlikta FAO metodu, tik reikia paminėti faktą, kad smulkžemis analizuoti iš dirvožemio ėminių buvo išskirtas N. Kačinskio metodu. Tai reiškia, jog dirvožemis prieš granuliometrinę analizę buvo sijotas per sietelį, kurio tinklelio akučių skersmuo yra 1 mm, ir taip eliminuota stambiausia smėlio 2,0–1,0 mm dydžio dalelių frakcija.

Lietuvoje naujesniuose tyrimuose dažniausiai smėlžemių granuliometrinė sudėtis yra pateikiama kaip papildoma tyrimo objekto charakteristika. Pavyzdžiui, tyrinėdami dirvožemio paruošimą paprastuosiuose smėlžemiuose įveisti miško kultūrų, autoriai pateikia granuliometrinę charakteristiką Žr. Antanas Malinauskas, Gintautas Urbaitis, “Soil Preparation for Forest Plantations in Former Farmland Haplic Arenosols with and without Plough-Pan,” 2010. . Jų tirtuose smėlžemiuose smėlio frakcija vidutiniškai sudarė 73 %, dulkių – 22 %, o molio – 5 %. Nepaprastai didelis dulkių frakcijos kiekis šiuose smėlžemiuose paaiškinamas tuo, kad juose yra pseudofibrų, šie smėlžemiai pagal trečiąjį naujosios Lietuvos dirvožemių klasifikacijos lygį yra priskiriami pseudofibriškiems paprastiesiems smėlžemiams (Lamelli-Haplic Arenosols). Kiti autoriai, tyrinėjantys dirvožemio organinės anglies tvarumą žemės ūkio ir miško ekosistemose, nurodo, kad jų tirtuose paprastuosiuose smėlžemiuose smėlio frakcija sudarė 72–80 %, dulkių – 8–22 %, o molio – 4–6 % Žr. Kęstutis Armolaitis, Jūratė Aleinikovienė, Jadvyga Lubytė, Vilma Žėkaitė, Paulius Garbaravičius, “Stability of Soil Organic Carbon in Agro and Forest Ecosystems on Arenosol,” 2013. . Mūsų tyrimuose paprastuosiuose smėlžemiuose nustatyta vidutiniškai didesnė smėlio frakcija (86,6 ± 2,2 %) ir mažesnė dulkių frakcija (8,4 ± 1,6 %). Molio dalelių frakcijos yra panašios (5,0 ± 0,6 %).

 

Lyginant Lietuvos smėlžemių granuliometrinės sudėties rezultatus su kitų Europos šalių smėlžemių granuliometrinės sudėties rezultatais išryškėja tam tikri niuansai. Pavyzdžiui, Rumunijoje tirtuose žemės ūkyje naudojamuose smėlžemiuose molio frakcijos dydis kinta nuo 0,9 iki 12,1 % Žr. Petru Ignat, Alina Gherghina, Andrei Vrînceanu, Amelia Anghel, “Assessment of Degradation Processes and Limitative Factors Concerning the Arenosols from Dabuleni – Romania,” 2009. . Smėlio frakcija sudaro 78,3–92,5 %, o dulkių – 2,8–9,6 % ir savo dydžiu yra artimos Lietuvos smėlžemių atitinkamoms frakcijoms. Danijos mokslininkų pateikti smėlžemių granuliometrinės sudėties rezultatai yra artimi mūsų gautiems rezultatams Žr. Soren, Mogens, 2003. . Jų tirtame pajaurėjusiame smėlžemyje smėlio frakcija įvairiuose horizontuose sudarė 89–95 %, dulkių – 2–8 %, o molio – 0–4 %. Panašios granuliometrinės sudėties yra ir Lenkijoje tirti smėlžemiai Žr. Michał Jankowski, “Diversity and Classification Problems of Sandy Soils in Subboreal Zone (Central Europe, Poland),” 2010. . Juose smėlio frakcija sudaro 85–100 %, dulkių – 0–14 %, molio – 0–4 %. Įdomu pažymėti, kad šio autoriaus tirtame pajaurėjusiame smėlžemyje nebuvo nustatyta molio frakcija (0 %), o vieną iš rudžemiškųjų smėlžemių sudarė išimtinai tik smėlio frakcijos dalelės (100 %). Ispanijos Murcia regione tirtų smėlžemių granuliometrinė sudėtis labai artima mūsų tirtiems pajaurėjusiems smėlžemiams Žr. Antonio Sánchez Navarro, Purificación Marin Sanleandro, José Delgado Iniesta, Maria García González, Arantzazu Blanco Bernardeau, Juana María Gil Vázquez, Roque Ortiz Silla, “Hydrodynamic Behaviour of Segura River Basin Soils: Effects of Texture and Moisture Contents,” 2010. . Ispanijos mokslininkai nurodo, kad smėlžemiuose smėlio frakcija sudaro 94,23 %, dulkių – 2,37 % ir molio – 2,37 %.

 

Apibendrinant mūsų tirtų smėlžemių granuliometrinės sudėties analizės rezultatus galima teigti, kad labiausiai granuliometrine sudėtimi išsiskiria pajaurėję smėlžemiai. Jų smėlio frakcija yra pati gausiausia, o dulkių ir molio – mažiausios, palyginti su paprastaisiais ir rudžemiškaisiais smėlžemiais. Be to, granuliometrinė analizė atskleidė ženklius antrojo lygio pogrupio smėlžemių skirtumus smėlio granuliometrinėse frakcijose. Nustatyta, kad rudžemiškųjų smėlžemių smėlio frakcijoje yra gerokai daugiau stambesnių, o paprastųjų smėlžemių – smulkesnių smėlio granuliometrinių dalelių.

Smėlžemių genezei granuliometrinė sudėtis turi tiesioginę ir netiesioginę reikšmę. Nepaprastai didelė, per 75 % dirvožemio smulkžemio masės sudaranti, smėlio frakcija storesniame nei 100 cm dirvožemio sluoksnyje yra vienas iš esminių tiesioginių veiksnių, lemiančių smėlžemių susidarymą tam tikromis drėgmės režimo sąlygomis. Netiesiogiai granuliometrinė sudėtis veikia per augaliją, kuri turi įtakos atskirų smėlžemių pogrupių susidarymui. Dirvožemio granuliometrinių dalelių gausumas dulkių ir molio frakcijose visuomet siejamas su dirvožemio derlingumu, ypač smėlio ir priesmėlio dirvožemiuose. Šiuo požiūriu paprastieji ir rudžemiškieji smėlžemiai dėl juose nustatytos didesnės dulkių ir molio frakcijos yra potencialiai derlingesni nei pajaurėję smėlžemiai. Dėl mažesnio derlingumo pajaurėjusiuose smėlžemiuose yra paplitę labai nederlingi (Nal) ir nederlingi (Nbl) miško augaviečių tipai, o juose dažniausiai auga nedidelio našumo pušies medynai Žr. Ričardas Beniušis, Mečislovas Vaičys, „Gyvosios dirvožemio dangos įvairovė ir medynų augimo sąlygos Lietuvos miškų smėlžemiuose“, 2004. . Gyvojoje dirvožemio dangoje vyrauja samanos. Paprastuosiuose ir pajaurėjusiuose smėlžemiuose yra palankesnės sąlygos augti gausesnei žolinei augmenijai, lapuočių rūšių krūmams ir medžiams, kurie, numesdami lapus, mažina miško paklotės šiurkštumą, labiau tręšia dirvožemį, sparčiau didina organinės medžiagos kiekį, stabdo jaurėjimo procesą, neleidžia susidaryti jauriniam (albic) horizontui, būdingam pajaurėjusiems smėlžemiams. Nors ir rudžemiškieji smėlžemiai pasižymėjo stambesne smėlio frakcija, diagnostinio rudžeminio horizonto susiformavimą turėtų labiau lemti mineraloginė, o ne granuliometrinė sudėtis.

 

Išvados

1. Granuliometrinė sudėtis turi tiesioginę reikšmę smėlžemių susidarymui. Tirtų smėlžemių 0–150 cm gylyje smėlio frakcija vidutiniškai sudarė net 92,3 ± 1,0 %, dulkių frakcija – 4,5 ± 0,6 %, o molio frakcija – 3,2 ± 0,5 % viso smulkžemio (<2,0 mm) granuliometrinių dalelių.

2. Pajaurėjusių smėlžemių smėlio frakcija yra didžiausia (95,8 ± 0,3 %) ir statistiškai reikšmingai skiriasi tiek nuo paprastųjų (86,6 ± 2,2 %), tiek ir nuo rudžemiškųjų (89,7 ± 2,2 %) smėlžemių analogiškų frakcijų. Paprastųjų (8,4 ± 1,6 %) ir rudžemiškųjų (7,5 ± 2,0 %) smėlžemių dulkių frakcijos tarpusavyje yra panašios, bet statistiškai reikšmingai buvo didesnės nei pajaurėjusių smėlžemių dulkių frakcija (2,2 ± 0,3 %). Statistiškai reikšmingi skirtumai nustatyti tarp pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių molio frakcijų. Paprastųjų smėlžemių molio frakcija siekė 5,0 ± 0,7 %, rudžemiškųjų – 2,8 ± 0,4 %, pajaurėjusių – 2,0 ± 0,1 %.

3. Pajaurėjusiuose smėlžemiuose nustatyti reikšmingi skirtumai tarp mineralinių humusinių ir po jais slūgsančių mineralinių horizontų granuliometrinės sudėties. Mineraliniuose humusiniuose horizontuose yra mažesnės smėlio bei didesnės dulkių ir molio dalelių frakcijos. Keliama hipotezė, kad tai gali būti susiję su didesniu humuso ir augalų šaknų kiekiu, kas stabdo mažesnių granuliometrinių dirvožemio dalelių migraciją į gilesnius dirvožemio horizontus.

 

4. Rudžemiškieji smėlžemiai pasižymi ženkliai didesniu vidutiniu granuliometrinių dalelių kiekiu stambiausiose 2,0–1,0 mm ir 1,0–0,5 mm smėlio granuliometrinėse frakcijose. Juose atitinkamai nustatyta 3,8 ir 13,9 %, kai pajaurėjusiuose – 0,4 ir 3,0 %, o paprastuosiuose – 0,6 ir 2,1 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių. Tai rodo, kad rudžemiškųjų smėlžemių smėlio frakcija yra stambesnės granuliometrinės sudėties nei pajaurėjusių ar paprastųjų smėlžemių. Paprastieji smėlžemiai išsiskiria esmingai didesniu granuliometrinių dalelių skaičiumi smulkiausioje 0,1–0,05 mm smėlio granuliometrinėje frakcijoje. Čia paprastuosiuose smėlžemiuose vidutiniškai nustatyta 17,2 %, pajaurėjusiuose – 6,6 %, rudžemiškuosiuose – 8,7 % visų smulkžemio granuliometrinių dalelių.

5. Dulkių ir molio frakcijų dydis turi netiesioginę įtaką antrojo lygio smėlžemių susidarymui. Paprastieji ir rudžemiškieji smėlžemiai dėl didesnės dulkių ir molio frakcijos yra potencialiai derlingesni nei pajaurėję smėlžemiai. Juose palankesnės sąlygos augti gausesnei žolinei augmenijai, lapuočių rūšių krūmams ir medžiams, kurie, numesdami lapus, mažina miško paklotės šiurkštumą, labiau tręšia dirvožemį, sparčiau didina organinės medžiagos kiekį, stabdo jaurėjimo procesą, neleidžia susidaryti jauriniam (albic) horizontui, būdingam pajaurėjusiems smėlžemiams.

 

Literatūra

  • Armolaitis, Kęstutis; Jūratė Aleinikovienė, Jadvyga Lubytė, Vilma Žėkaitė, Paulius Garbaravičius, “Stability of Soil Organic Carbon in Agro and Forest Ecosystems on Arenosol,” Žemdirbystė-Agriculture, 2013, vol. 100, no. 3, pp. 227–234.
  • Beniušis, Ričardas; Mečislovas Vaičys, „Gyvosios dirvožemio dangos įvairovė ir medynų augimo sąlygos Lietuvos miškų smėlžemiuose“, Miškininkystė, 2004, t. 56, nr. 2, p. 58–68.
  • Buivydaitė, Vanda; Mečislovas Vaičys, Juozas Juodis, Algirdas Motuzas, Lietuvos dirvožemių klasifikacija / Lietuvos mokslas, kn. 34, Vilnius: PĮ „Lietuvos mokslas“, 2001.
  • Daujotas, Marijonas, Lietuvos pajūrio smėlynų apželdinimas, Vilnius: Valstybinė politinės ir mokslinės literatūros leidykla, 1958.
  • FAO-UNESCO, Soil Map of the World: Revised Legend with Corrections and Updates, Wageningen: ISRIC, 1997.
  • Ignat, Petru; Alina Gherghina, Andrei Vrînceanu, Amelia Anghel, “Assessment of Degradation Processes and Limitative Factors Concerning the Arenosols from Dabuleni – Romania,” Forum Geografic: studii si cercetari de geografie si protectia mediului, 2009, year 8, no. 8, pp. 64–71.
  • Jankowski, Michał, “Diversity and Classification Problems of Sandy Soils in Subboreal Zone (Central Europe, Poland)” / Soil Solutions for a Changing World: 19th World Congress of Soil Science, Brisbane, Australia, 2010 [žiūrėta 2014 balandžio 18 d.].
  • Karazija, Stasys, Lietuvos miškų tipai, Vilnius: Mokslas, 1988.
  • Kriščiūnas, Jonas, „Lietuvos TSR rytinės dalies jauriniai-šilainiai dirvožemiai“, LTSR MA Žemdirbystės ir dirvožemio instituto darbai, 1954, Vilnius t. I, p. 61–82.
  • Malinauskas, Antanas; Gintautas Urbaitis, “Soil Preparation for Forest Plantations in Former Farmland Haplic Arenosols with and without Plough-Pan,” Baltic Forestry, 2010, vol. 16, no. 2 (31), pp. 247–254.
  • Mažvila, Jonas; Mečislovas Vaičys, Algirdas Motuzas, „Lietuvos dirvožemių granuliometrinės sudėties palyginamieji tyrimai“, Žemdirbystė: mokslo darbai 2003, nr. 3 (83), p. 4–18.
  • Mažvila, Jonas; Mečislovas Vaičys, Vanda Valerija Buivydaitė, „Naujausi Lietuvos dirvožemių genetiniai tyrimai klasifikacijai tobulinti“, Žemės ūkio mokslai, 2003, nr. 4, p. 19–31.
  • Mažvila, Jonas; Mečislovas Vaičys, Vanda Valerija Buivydaitė, Lietuvos dirvožemių makromorfologinė diagnostika, Kaunas: Lietuvos žemdirbystės institutas, 2006.
  • Mažvila, Jonas; Mečislovas Vaičys, Zigmas Vaišvila, „Skirtingais metodais nustatytų pagrindinių dirvožemio agrocheminių savybių palyginamieji tyrimai“, Žemės ūkio mokslai, 2003b, nr. 4, p. 11–18.
  • Navarro, Antonio Sánchez; Purificación Marin Sanleandro, José Delgado Iniesta, Maria García González, Arantzazu Blanco Bernardeau, Juana María Gil Vázquez, Roque Ortiz Silla, “Hydrodynamic Behaviour of Segura River Basin Soils: Effects of Texture and Moisture Contents” / Soil Solutions for a Changing World: 19th World Congress of Soil Science, Brisbane, Australia, 2010 [žiūrėta 2014 balandžio 18 d.].
  • Reeuwijk, L. P. van (ed.), Procedures for Soil Analysis, Technical Paper 9, fifth edition, Wageningen: ISRIC/ FAO-UN, 1995.
  • «Sistematicheskiy spisok pochv pribaltiskikh soyuznykh respublik – Latviskoy, Litovskoy i Estonskoy», Pochvovedeniye, 1953, no. 3, s. 78–80.
  • Vaičys, Mečislovas V., Genezis i svoistva lesnykh pochv Yuzhnoy Pribaltiki, Vilnius, 1975.
  • Vaičys, Mečislovas, „Miško augavietės“ / Lietuvos dirvožemiai: Lietuvos mokslas, 2001b, kn. 32, p. 1040–1043.
  • Vaičys, Mečislovas, „XX amžiaus antrosios pusės genetinės dirvožemių klasifikacijos“ / Lietuvos dirvožemiai: Lietuvos mokslas, 2001a, kn. 32, p. 254–276.
  • World Reference Base for Soil Resources, World Soil Resources Report No. 84, Rome, 1998.
 

The Properties of Soil Texture in the Albic, Haplic and Cambic Arenosols of Lithuanian Forests

  • Bibliographic Description: Ričardas Beniušis, „Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumai“, @eitis (lt), 2016, t. 361, ISSN 2424-421X.
  • Previous Edition: Ričardas Beniušis, „Lietuvos miškų pajaurėjusių, paprastųjų ir rudžemiškųjų smėlžemių granuliometrinės sudėties ypatumai“, Žemės ūkio mokslai, 2014, t. 21, nr. 3, p. 181–190, ISSN 1392-0200.
  • Institutional Affiliation: Valstybinė miškų tarnyba.
Summary: The objective of this research is to analyze peculiarities of the soil texture of Albic, Haplic and Cambic Arenosols and assess the influence of the soil texture on the genesis of these types of Arenosols. The soil texture study was done in 19 profiles of forest Arenosols: 13 – Albic Arenosols, 3 – Haplic Arenosols, 3 – Cambic Arenosols. Soil samples were taken from different horizons of soil profiles. The sampling depth was 0–150 cm. The soil texture analysis was done according to the granular fractions of fine earth (<2 mm): 1) 2.0–1.0 mm, 1.0–0.5 mm, 0.5–0.25 mm, 0.25–0.1 mm, 0.1–0.05 mm (sand fraction); 2) 0.05–0.02 mm, 0.02–0.002 (silt fraction); 3) <0.002 mm (clay fraction). As a result of the analysis, the sand fraction composes in average 92.3 ± 1.0%, the silt fraction 4.5 ± 0.6%, and the clay fraction 3.2 ± 0.5% of the total fine earth in all profiles of Arenosols. The highest amount of the sand fraction (95.8 ± 0.3%) was found in Albic Arenosols. The lowest amount of silt (2.2 ± 0.3%) and clay (2.0 ± 0.1%) fractions was also found in Albic Arenosols. Significant differences between Cambic and Haplic Arenosols were found in the sand fraction. Cambic Arenosols have coarser sand fraction (3.8% in 2.0–1.0 mm and 13.9% in 1.0–0.5 of total fine earth) and Haplic Arenosols have finer sand fraction (17.2% of total fine earth in 0.1–0.05 mm).

Keywords: Arenosols, soil texture, forest, genesis.